采用Fluent模拟计算管状硅碳棒不同串列间距情况下风道式电加热器腔体内部的温度场布，结果证明合适的串列间距形成的卡门涡街对气流的吸热状态具有积极作用，可应用于风道式电加热器硅碳棒布局的优化设计。风道式电加热器作为清洁、便利的工业热源，广泛应用于大型火电厂，石油化工行业及脱硫、脱硝、废气处理行业。其核心部件电硅碳棒一般采用管状硅碳棒，硅碳棒在设备内部按照一定规则进行均匀排列，送风系统送入的待加热介质从设备入口进入，流经硅碳棒时，与硅碳棒进行热交换获取热量，加热后的介质携带热能参与反应或向其他设备提供热能。硅碳棒在设备中的布局是影响被加热气体介吸收热量的重要因素，本文旨在通过对硅碳棒在电加热器风道中布局的研究，找出合理的布局方案，提高电加热器的加热效率，延长电加热设备的使用寿命。风道式电加热器是一种置于风管的电加热装置，在带有保温层金属外壳内布置有多支管状电硅碳棒，其典型结构示意图如图1所示。由图可知，工作状态下硅碳棒符合流体多圆柱阵列绕流模型，该模型状态下气流在圆柱表面的流动情况与圆柱的数量、排列间距、排列方式以及流体雷诺数等参数相关。加热器需要气流在加热器腔体内部形成紊流，以便充分接触硅碳棒表面，达到充分吸收热量的目的。因气流本身的特性，在经过硅碳棒时形成的卡门涡街对吸热呈现积极作用，对于卡门旋涡引起的共振现象，由于加热器硅碳棒采用横杆固定的方式连接为一体，一般不会形成共振，此处不予以考虑。卡门涡街的形成与流体雷诺数高度相关，雷诺数R。的计算公式如下:式中:P为流体密度，k/m;V为流体平均流速，m/s;D为硅碳棒外径，m;te,为茹度系数，kg/(m·s)。相对于加热器气体介质流速，空气运动学茹度系数很小，R。很大，大于1了，在超临界R。范围内。在圆柱绕流模型中，圆柱间距L与圆柱直径D的比值LlD是门旋涡的重要影响因素，本文模型将以此作为变量，研究不同比值下温度场的分布情况。基本参数设置硅碳棒选取常用的外径为16mm的硅碳棒，单支功率1kW,整体布局如图2所示。气流介质为空气，方向设置为沿X轴正方向，L取值56,64,72,80mm，即LlD=3.5,4.0,4.5,5.0，结构尺寸如表所示。http://www.zbqunqiang.cn/